Botanikai albínók: A klorofill nélküli növények tudománya

Képzeljünk el egy albínót. Mire gondolsz? A legtöbb ember valószínűleg egy fehér egeret képzel el, rózsaszín szemekkel. Vagy talán egy fehér nyulat. Mivel az albinizmus embereknél is előfordul, egyeseknek talán olyan divatmodellek képei jutnak eszébe, mint Shaun Ross, az albinizmusban szenvedő fekete férfi, aki kihívást jelentett a modern kor szépségnormáival szemben. Talán még sürgetőbb, hogy másoknak az afrikai albínó emberek jutnak eszébe, akiket zaklatnak és megölnek, mert testrészeiknek mágikus jelentőséget tulajdonítanak.

A helyzet azonban a következő: az albinizmus nem igazán tudományos kifejezés. Ez egy köznyelvi kifejezés a pigmenthiányos élőlényekre. Az albínó szó a portugál “kis fehér” szóból származik. Az albo jelentése “fehér”, a kicsinyítő utótag -ino pedig “kicsi”. Mint ilyen, egyaránt alkalmazható olyan állatokra és növényekre, amelyeknek nincs színük.

Ahol az állatoknak nincs színe, az a bőrükben és a szőrzetükben lévő melanin hiánya miatt van. Amikor a növényeknek nincs színük, az a klorofill hiánya miatt van. Bár a melanin hiánya hatással lehet az állatok túlélésére, mivel fehér színük miatt feltűnőbbek a ragadozók számára, és fogékonyabbak az olyan betegségekre, mint a bőrrák, az albínó állatok képesek a túlélésre, és szórványosan megfigyelhetőek a vadonban. (Sok, a vadonban látott fehér állat valójában leucisztikus; számos sejttípusból hiányzik a pigment, de a normális színű szemmel általában felismerhetőek).

Az albínó növények, mivel nem rendelkeznek a táplálék előállításához szükséges klorofillal, jellemzően magoncként elpusztulnak, miután a magban tárolt energia elfogyott. A tarka zöld-fehér lombozatú vagy abnormálisan fehér virágú növényeket nem tekintik albínónak; bár színezetük az adott fajra nézve atipikus lehet, ezek a növények mégis képesek normálisan fotoszintetizálni.

Ritkán előfordul, hogy albínó növények képesek túlélni. Laboratóriumi körülmények között viszonylag nagyra lehet őket növeszteni olyan termesztőközeggel, amely lehetővé teszi számukra, hogy a tápanyagokat, amelyeket normális esetben a leveleikben termelnének, a gyökereiken keresztül vegyék fel, ami már e 20. század eleje óta ismert.

Az albinizmus viszonylag gyakori a laboratóriumban androgén mikrospórás embriogenezissel termesztett növényekben, amely során az éretlen hímivarsejteket hővel, gamma-sugárzással, kolhicinnel vagy etanollal kezelik, és a megfelelő női ivarsejt jelenléte nélkül indukálják az embriók kialakulását. Ezt az eljárást gyakran alkalmazzák haszonnövények és dísznövények, például a napraforgók fejlesztése során, hogy lerövidítsék a kívánatos tulajdonságok reprodukálásához szükséges időt. Nem kell a növényt párosítani és megvárni, hogy magokat képezzen, amelyek közül sok nem fogja mutatni a kívánt tulajdonságot, amikor a tulajdonság izolálható az adott tulajdonságot mutató növény ivarsejtjének felhasználásával.

Az ilyen kezelt ivarsejtekből termesztett albínó magoncok nagy gyakoriságának oka feltehetően a plasztidok fejlődésének zavarása. Egészséges növényekben a protoplasztidák kloroplasztiszokká érnek, amelyek a fotoszintézist működtetik. Az albínókban ezek a protoplasztidák nem érnek be megfelelően. Az albínók megjelenését ebben az összefüggésben általában rossz dolognak tekintik: az albínó növények és dísznövények nem életképesek a laboratóriumi környezeten kívül, és így használhatatlanok.

Érdekes, hogy a növényeknél a vadonban az albinizmus kevés elterjedt esetének egyikében ez valójában egy adaptív mechanizmus lehet. A Kaliforniában és Oregonban őshonos parti mamutfenyők (Sequoia sempervirens) magvetéssel és szívogatással is szaporodnak, amely során a fa tövéből hajtásokat bocsátanak ki, amelyek maguk is fává nőnek. Néha ezekből a hajtásokból olyan fák nőnek ki, amelyeknek a tűleveleiből részben vagy teljesen hiányzik a zöld pigmentáció. Mintegy 400 ilyen szokatlan fát ismerünk; az elsőt 1866-ban fedezték fel. Bár a felszínen önálló szervezeteknek tűnnek, valójában megmarad a kapcsolatuk az anyanövénnyel, és még tápanyagcserére is képesek. Emiatt az albínó tűlevelű fákká növő szívókák valóban elérhetik a felnőttkort (bár csonka formában). Bár ők maguk nem képesek fotoszintetizálni, a szükséges cukrokkal az anyanövény látja el őket.

Míg egyesek azt feltételezték, hogy ezek a kísérteties mamutfenyők parazita anomáliák, alig több mint botanikai piócák, amelyek nem indulnak el, és életüket a szüleik szivacsozásával töltik, új kutatások szerint valójában a nehézfémek és más toxinok felszívásával segítik az anyanövényt. A nehézfémekkel szennyezett talajról ismert területeken nagyobb az előfordulási gyakoriság, és az albínó vörösfenyőkről kimutatták, hogy sokkal nagyobb arányban tartalmaznak olyan fémeket, mint a nikkel, a kadmium és a réz, mint a környező, normálisan pigmentált fák.

Mivel a mamutfenyők hexaploid genommal rendelkeznek – ami azt jelenti, hogy genetikai kódjuk hat példánya van, szemben az emberi genom két példányával -, sokkal nagyobb az esélyük a mutációk megjelenésére. A fémek megzavarhatják a normális fotoszintetikus folyamatokat, ezért a Coloradói Egyetem egyik tanulmányában azt feltételezték, hogy ezek a fehér fák valójában májként szolgálnak egészséges testvéreik számára, és szövetükben megkötik a fémeket, ahol azok nem árthatnak fotoszintetizáló szüleiknek. Ez a kutatás egyelőre kissé spekulatív, de ha bebizonyosodik, más növényfajokra is hatással lehet. A balzsamos nyárfa, a nyárfa, a nyírfa és a fehérfenyő, valamint a lágyszárú tejfűfélék is alkalmanként fehér levelű hajtásokat hoznak létre.

A jelenség a mikoheterotróf növények egyes fajainál is előfordul – ezek a növények a gyökérgombákkal való szimbiózis révén előállított tápanyagokkal egészítik ki fotoszintetikus szokásaikat. Néha a növények spontán átváltanak albinizmusra, és kizárólag az e kapcsolat által termelt tápanyagokból élnek.

Míg a helyi kertészeti központok polcain nem találunk igazi albínó növényeket, egy nemesítő kifejlesztett egy mozaikos vörösfenyőt, amelynek tűi részben fehérek, részben zöldek, és amely hamarosan kapható lesz. Hamarosan ön is gazdája lehet egy saját botanikai szellemnek.